ES2350562T3 - Aparatos electroportátiles polivalentes. - Google Patents

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ES2350562T3 ES08358009T ES08358009T ES2350562T3 ES 2350562 T3 ES2350562 T3 ES 2350562T3 ES 08358009 T ES08358009 T ES 08358009T ES 08358009 T ES08358009 T ES 08358009T ES 2350562 T3 ES2350562 T3 ES 2350562T3
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Abstract

Aparatos electroportátiles que incluyen una herramienta (1) accionada por un motor eléctrico (2), estando constituida dicha herramienta por una herramienta escogida entre una pluralidad de herramientas diferentes no dedicadas (1a, 1b, 1c, 1d, ...) que incluyen sus propios parámetros de funcionamiento y su propio código o medio de identificación, y una batería (3) que proporciona la energía necesaria para el funcionamiento de la herramienta escogida, cuales aparatos electroportátiles comprenden un sistema de comunicación configurado para permitir, de una parte, un intercambio de informaciones relativas al tipo, al estado y al funcionamiento de la herramienta y de la batería conectadas la una con la otra y, de otra parte, adaptar, en caso necesario, los parámetros de funcionamiento de dicha herramienta en función de las características de dicha batería y/o los parámetros de funcionamiento de la batería en función de los parámetros de funcionamiento de dicha herramienta, comprendiendo dicho sistema de comunicación: - de una parte, un módulo de control y de mando de la herramienta, que incluye una tarjeta electrónica (5) configurada para transmitir a la batería informaciones relativas al tipo, al estado y al funcionamiento de dicha herramienta; - de otra parte, un módulo de control y de gestión de la batería, que comprende una tarjeta electrónica (6) configurada para transmitir a la herramienta informaciones relativas al tipo, al estado y al funcionamiento de dicha batería.

Description

La presente invención se refiere a aparatos electroportátiles del tipo que comprende, de una parte, una herramienta que incluye un accionador eléctrico y, de otra parte, una batería que proporciona la energía necesaria para el funcionamiento de dicha herramienta.
Los aparatos electroportátiles conocidos de este tipo comprenden, de una parte, una herramienta particular y su accionador, dispuestos para ejecutar un trabajo específico (por ejemplo: sierras de cadena, sierras circulares, peines para la recogida aérea de pequeños frutos, podaderas, cortacéspedes de hilo, cortasetos, desbrozadoras, martillos neumáticos, etc....) y, de otra parte, una batería que genera una corriente eléctrica que tiene características de tensión y de potencia que permiten el funcionamiento normal de dicha herramienta.
Como los parámetros de funcionamiento de las baterías y de las herramientas diferentes arriba mencionadas son específicos para cada aplicación, no es posible obtener un funcionamiento normal satisfactorio de dichos aparatos electroportátiles si se conecta cualquier batería a cualquier herramienta.
Por otra parte, con las nuevas generaciones de baterías y de herramientas, es necesario:
-vigilar permanentemente las baterías, tanto en su fase de carga como en su fase de descarga para obtener un funcionamiento securizado y para obtener una larga duración de vida de dichas baterías; en efecto, las baterías tienen limitaciones de funcionamiento, de seguridad y de equilibrado de los elementos durante la carga, que hacen que deban ser vigiladas constantemente, mientras que sus parámetros de descarga deben ser adaptados a la herramienta utilizada.
-vigilar también las herramientas para optimizar su eficacia y su duración de vida. Efectivamente, también las herramientas deben tener parámetros de funcionamiento que tengan en cuenta las limitaciones de funcionamiento y de seguridad de la batería asociada con ellas.
En el documento US-2006/0087285, se describe un sistema de herramienta electroportátil constituido por una batería, una herramienta y un cargador. Según este documento, hay en efecto una comunicación de la batería hacia la herramienta, pero no hay otras acciones que las funcionales (en particular no hay modificaciones de los parámetros de funcionamiento de la herramienta). No se prevé que la herramienta pueda estar constituida por una herramienta no dedicada escogida entre una pluralidad de herramientas diferentes.
En el documento US-2005/0048359, se describe un sistema de batería (herramienta) cargador en el cual está prevista una comunicación entre la batería y los otros elementos de dicho sistema, para ajustar los parámetros de esta batería o del cargador. En el caso de la comunicación con la herramienta, es la batería la que adapta sus propios parámetros de funcionamiento a la herramienta.
Los dos documentos antes mencionados presentan insuficiencias tales como, por ejemplo:
-la imposibilidad de equipar los aparatos con herramientas no dedicadas cuyos parámetros de funcionamiento fijados inamoviblemente no corresponden a los parámetros de funcionamiento específicos de la batería utilizada;
-la imposibilidad de equipar los aparatos con baterías no dedicadas cuyos parámetros de funcionamiento no corresponden a los parámetros de funcionamiento específicos de la herramienta utilizada.
Además, el arrastre de estas herramientas diferentes puede necesitar la utilización de varias baterías de peso y volumen diferentes.
Además, la situación expuesta arriba tiene también como desventajas:
-el hecho de que en caso de disfunción, los usuarios no disponen de informaciones centralizadas que les permitan conocer las causas del mal funcionamiento de sus aparatos;
-hacer que las intervenciones de los servicios de mantenimiento y de post-venta sean difíciles y costosas, también debido a la falta de informaciones centralizadas en el uso de los aparatos.
La invención tiene principalmente por objeto aportar una solución a los problemas que derivan de los inconvenientes o insuficiencias antes mencionados.
Según la invención, este objetivo se consigue gracias a unos aparatos electroportátiles del tipo que incluye una herramienta (1) accionada por un motor eléctrico (2), estando constituida esta herramienta por una herramienta escogida entre una pluralidad de herramientas diferentes (no dedicadas) que incluyen sus propios parámetros de funcionamiento y su propio código o medio de identificación, y una batería que proporciona la energía necesaria para el funcionamiento de la herramienta escogida, cuales aparatos electroportátiles comprenden un sistema de comunicación configurado para permitir, de una parte, un intercambio de informaciones relativas al tipo, al estado y al funcionamiento de la herramienta y de la batería conectadas la una con la otra y, de otra parte, adaptar, en caso necesario, los parámetros de funcionamiento de dicha herramienta en función de las características de dicha batería y/o los parámetros de funcionamiento de la batería en función de los parámetros de funcionamiento de dicha herramienta, comprendiendo dicho sistema de comunicación:
-de una parte, un módulo de control y de mando de la herramienta, que incluye una tarjeta
electrónica configurada para transmitir a la batería informaciones relativas al tipo, al estado y al funcionamiento de dicha herramienta;
-de otra parte, un módulo de control y de gestión de la batería, que comprende una tarjeta electrónica configurada para transmitir a la herramienta informaciones relativas al tipo, al estado y al funcionamiento de dicha batería.
Según otra disposición característica, la batería está constituida por una batería escogida entre una pluralidad de baterías diferentes no dedicadas, que incluyen sus propios parámetros de funcionamiento y su propio código o medio de identificación.
La invención procura varias ventajas importantes. Permite en particular:
●
identificar la herramienta conectada a la batería,
●
reconocer la batería conectada a la herramienta;
●
gestionar y ajustar los parámetros de funcionamiento de la herramienta y de la batería para una eficacia, un rendimiento y una duración de vida óptima;
●
la utilización, sobre una misma batería, de una herramienta cualquiera escogida entre una pluralidad de herramientas que presentan parámetros de funcionamiento diferentes o, más simplemente, autorizar la utilización de herramientas diferentes, sobre una misma batería; esta posibilidad permite una reducción apreciable de los costes de equipamiento con respecto a la necesidad actual de adquirir herramientas electroportátiles constituidas por una herramienta y una batería dedicadas.
●
la utilización, para el accionamiento de una misma herramienta, de una batería cualquiera escogida entre una pluralidad de baterías que presentan parámetros de funcionamiento diferentes o, más simplemente, autorizar la utilización de baterías diferentes para el acciona-miento de una misma herramienta; esta facultad ofrece también la posibilidad de una reducción notable de los costes de equipamiento con respecto a la necesidad actual de adquirir herramientas electroportátiles constituidas por una batería y una herramienta dedicadas.
●
memorizar las informaciones proporcionadas por la herramienta y/o la batería y restituirlas posteriormente durante las intervenciones de los servicios de mantenimiento o de post-venta, para un diagnóstico más preciso y más eficaz;
●
transmitir, en tiempo real, informaciones a los usuarios en caso de incidente de funcionamiento, por ejemplo mediante un avisador sonoro y/o un panel de visualización.
Los objetivos, características y ventajas antes mencionados y otros más, resaltarán mejor de la descripción que sigue y de los dibujos anexos en los cuales:
La figura 1 es una vista en perspectiva explosionada de un ejemplo de realización de un aparato electroportátil al cual puede ser aplicada la invención, comprendiendo este aparato, según este ejemplo, una herramienta constituida por una sierra de cadena portátil, una batería que genera la energía necesaria para el accionamiento de esta herramienta, y un cordón eléctrico que asegura la conexión por cable entre la batería y la herramienta, y recíprocamente.
Las figuras 2A a 2E son vistas de detalle, con arrancamiento parcial, que ilustran diferentes ejemplos de realización del cordón eléctrico que asegura la conexión por cable entre la batería y la herramienta del aparato electroportátil, y recíprocamente.
Las figuras 3A a 3C son vistas en perspectiva que muestran, a título de ejemplos, diferentes herramientas a las cuales puede ser aplicada la invención.
Se hace referencia a dichos dibujos para describir ejemplos de realización interesantes, si bien en absoluto limitativos, de aparatos electroportátiles según la invención.
Se resalta que en la descripción siguiente y en las reivindicaciones, la expresión "herramientas electroportátiles" designa conjuntos portátiles que comprenden una herramienta accionada eléctrica-mente y una batería que genera la energía eléctrica necesaria para el funcionamiento de dicha herramienta. Se hace observar también que la expresión "herramientas diferentes no dedicadas" designa tanto herramientas de un mismo tipo pero que operan con parámetros de funcionamiento diferentes (por ejemplo sierras eléctricas de cadena 1a, de diferentes potencias), como herramientas de diferentes tipos, por ejemplo una sierra de pértiga 1b (figura 3A), un peine 1c (figura 3B) para la recogida aérea de pequeños frutos, una desbrozadora 1d (figura 3C), ....; no siendo esta lista limitativa. De otra parte, la expresión "baterías diferentes no dedicadas" designa baterías que presentan parámetros de funcionamiento diferentes y no reservadas para el accionamiento de una herramienta que tiene parámetros de funcionamiento que le son propios.
Los aparatos electroportátiles a los cuales se aplica la invención son del tipo que comprenden, de una parte, una herramienta 1 movida por un accionador eléctrico 2 y, de otra parte, una batería 3 que genera la energía necesaria para el funcionamiento de dicha herramienta y que puede estar conectada a esta última mediante un cable eléctrico 4.
De manera muy ventajosa y particularmente pretendida por la invención:
-la herramienta 1 puede estar constituida por una herramienta cualquiera escogida entre una pluralidad de herramientas diferentes no dedicadas 1a, 1b, 1c, 1d, ..., que incluyen sus propios parámetros de funcionamiento y su propio código o medio de identificación,
y/o
-la batería 3 puede estar constituida por una batería cualquiera escogida entre una pluralidad de baterías diferentes no dedicadas que incluyen sus propios parámetros de funcionamiento y su propio código o medio de identificación.
Ventajosamente, la batería 3 que proporciona la energía necesaria para el funcionamiento de las herramientas no dedicadas 1a, 1b, 1c, 1d,....., es una batería recargable de litio-ión o de litiopolímero, por ejemplo una batería del tipo descrito en el documento WO-2005/053915. Más generalmente, se puede tratar de una batería de litio (Li) asociado con otros metales o compuestos ternarios, tales como, por ejemplo, litio-hierro (Li-Fe-Po4), litio-manganeso, litio-cobalto, litio-aleación ternaria (Li, Mn-Ni, Co-O2), etc.
Según otra disposición característica, el sistema de comunicación comprende:
-de una parte, un módulo de control y de mando de la herramienta 1, que comprende una tarjeta electrónica 5 configurada para transmitir a la batería 3 informaciones relativas al tipo, al estado y al funcionamiento de dicha herramienta; y,
-de otra parte, un módulo de control y de gestión de la batería 3, que comprende una tarjeta electrónica 6 configurada para transmitir a la herramienta informaciones relativas al tipo, al estado y al funcionamiento de dicha batería.
Según otra disposición característica, los aparatos electroportátiles según la invención comprenden un sistema de comunicación que permite, de una parte, un intercambio de informaciones relativas al tipo, al estado y al funcionamiento de la herramienta 1 y de la batería 3 conectadas la una con la otra y, de otra parte, adaptar, en caso necesario, los parámetros de funcionamiento de dicha herramienta en función de las características de dicha batería y/o los parámetros de funcionamiento de la batería en función de los parámetros de funcionamiento de dicha herramienta.
Según otra disposición característica:
-la herramienta 1 incluye un código o un medio que permite su identificación por la batería;
-la batería 3 está provista de un medio o sistema de reconocimiento de este código y/o de este medio de identificación y este medio de reconocimiento es activado o identificado en el momento en que la batería se encuentra conectada eléctricamente con la herramienta 1;
-la batería 3 incluye un código y/o un medio que permite su identificación por la herramienta;
-la herramienta 1 está provista de un medio o sistema de reconocimiento de la batería, siendo activado o identificado dicho medio de reconocimiento en el momento en que dicha herramienta se encuentra conectada eléctricamente con la batería.
Gracias a los sistemas de reconocimiento y de comunicación según la invención:
-cada herramienta puede enviar a la batería informaciones que pueden ser leídas y analizadas por ésta, por ejemplo en forma de una serie de variaciones de corriente y/o de tensión, preferiblemente según un modo binario que constituye su código de identificación para ser reconocido por dicha batería y/o informaciones sobre los parámetros de funcionamiento que le son propios;
-cada batería puede enviar a la herramienta informaciones que pueden ser leídas y analizadas por ésta, por ejemplo en forma de una serie de variaciones de corriente y/o de tensión, preferiblemente según un modo binario que constituye su código de identificación para ser reconocida por dicha herramienta y/o informaciones sobre los parámetros de funcionamiento que le son propios.
De otra parte, este sistema de comunicación permite gestionar y ajustar los parámetros de funcionamiento de la herramienta y de la batería (por ejemplo: seguridad, umbral de protección corriente, temperatura,.....), para una eficacia, un rendimiento y una duración de vida óptima.
Según otra disposición característica, la tarjeta electrónica de mando de la herramienta y/o la tarjeta electrónica de la batería es o son configurada(s) para memorizar las informaciones emitidas por la herramienta y/o por la batería, durante la utilización de los aparatos y para restituir, posteriormente, estas informaciones, a fin de permitir su uso por los servicios de mantenimiento y de reparación.
Según otra disposición característica interesante, la tarjeta electrónica de mando de la herramienta y/o la tarjeta electrónica de gestión de la batería es o son configurada(s) para transmitir, en tiempo real, informaciones a un sistema de señalización que equipa los aparatos en caso de incidentes de funcionamiento de los componentes de estos últimos, pudiendo este sistema de señalización estar constituido por un avisador sonoro, un intermitente, un panel de visualización,....
Preferiblemente, la tarjeta electrónica de mando de la herramienta y la tarjeta electrónica de gestión de la batería están configuradas para que los intercambios de informaciones entre la herramienta y la batería sean controlados por el módulo de control y de mando electrónico de la herramienta. En este caso, es la herramienta la que controla la comunicación y la que pide informaciones a la batería:
-cuando se pone en marcha la herramienta, y
-durante el funcionamiento del aparato electroportátil, a intervalos regulares; la batería está permanentemente a la escucha para recibir, analizar y tratar en cualquier momento las informaciones comunicadas por la herramienta.
Según otra disposición característica, la interfaz entre la herramienta y la batería se realiza mediante una conexión con cable.
Según otro modo de ejecución, el intercambio de informaciones entre la batería y la herramienta, y recíprocamente, se realiza mediante una conexión sin cable.
La conexión con cable que permite el intercambio de informaciones entre la batería y la herramienta puede realizarse de diferentes maneras, por ejemplo:
-comunicación con ayuda de conductores de potencia 4a, 4a'', desde la herramienta hacia la batería o desde la batería hacia la herramienta (Figura 2A), mediante una de las técnicas siguientes:
-corrientes portadoras;
-modulación de la tensión de alimentación;
-análisis de las corrientes de consumo de la herramienta y/o de la evolución de la tensión de la batería;
-conexión, en modo digital, mediante un único conductor dedicado 4b referenciado a 0 Voltios y con niveles de 0/5 V, por ejemplo, permitiendo una comunicación bidireccional entre la herramienta y la batería (Figura 2B);
-conexión, en modo síncrono, o en modo diferencial, mediante dos conductores dedicados 4c', 4c'', referenciados a 0 Voltios, uno para la comunicación herramienta → batería y uno para la comunicación batería → herramienta (Figura 2C);
-conexión, en modo digital, mediante dos conductores dedicados 4d', 4d'', referenciados a 0 Voltios, uno para la comunicación herramienta → batería y uno para la comunicación batería
→ herramienta (Figura 2D),
-conexión, en modo diferencial, mediante cuatro conductores dedicados, referenciados a 0 Voltios, dos (4e') para la comunicación herramienta → batería y dos (4e'') para la comunicación batería → herramienta (Figura 2E).
Diferentes modos de conexión sin cable entre la batería y la herramienta pueden ser puestos en práctica para realizar un intercambio de informaciones entre estos dos componentes de los apara
tos, por ejemplo:
-Conexión óptica (rayos infrarrojos,.....); -Conexión hertziana; -Conexiones por sistema IRDA, ó WIFI, ó BLUETOOTH, ó ZIGBEE,.....;
teniendo estos diferentes modos de comunicación sus protocolos y programas de software de puesta en práctica específicos.

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Aparatos electroportátiles que incluyen una herramienta (1) accionada por un motor eléctrico (2), estando constituida dicha herramienta por una herramienta escogida entre una pluralidad de herramientas diferentes no dedicadas (1a, 1b, 1c, 1d, ...) que incluyen sus propios parámetros de funcionamiento y su propio código o medio de identificación, y una batería (3) que proporciona la energía necesaria para el funcionamiento de la herramienta escogida, cuales aparatos electroportátiles comprenden un sistema de comunicación configurado para permitir, de una parte, un intercambio de informaciones relativas al tipo, al estado y al funcionamiento de la herramienta y de la batería conectadas la una con la otra y, de otra parte, adaptar, en caso necesario, los parámetros de funcionamiento de dicha herramienta en función de las características de dicha batería y/o los parámetros de funcionamiento de la batería en función de los parámetros de funcionamiento de dicha herramienta, comprendiendo dicho sistema de comunicación:
    -de una parte, un módulo de control y de mando de la herramienta, que incluye una tarjeta electrónica (5) configurada para transmitir a la batería informaciones relativas al tipo, al estado y al funcionamiento de dicha herramienta;
    -de otra parte, un módulo de control y de gestión de la batería, que comprende una tarjeta electrónica (6) configurada para transmitir a la herramienta informaciones relativas al tipo, al estado y al funcionamiento de dicha batería.
  2. 2.
    Aparatos electroportátiles según la reivindicación 1, caracterizados porque la batería (3) puede estar constituida por una batería escogida entre una pluralidad de baterías diferentes no dedicadas que incluyen sus propios parámetros de funcionamiento y su propio código o medio de identificación.
  3. 3.
    Aparatos electroportátiles según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizados porque:
    -la herramienta no dedicada escogida (1a, 1b, 1c, 1d) incluye un código y/o un medio que permite su identificación por la batería;
    -la batería (3) está provista de un medio de reconocimiento de dicho código y/o de dicho medio de identificación, siendo activado o identificado dicho medio de reconocimiento en el momento en que se encuentra conectado eléctricamente con la herramienta escogida; y/o
    -la batería incluye un código y/o un medio que permite su identificación por la herramienta escogida;
    -la herramienta no dedicada escogida (1a, 1b, 1c, 1d) está provista de un medio de reconocimiento de la batería, siendo activado o identificado dicho medio de reconocimiento en el momento en que se encuentra conectado eléctricamente a esta última.
  4. 4.
    Aparatos electroportátiles según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 3, caracterizados porque la batería (3) está constituida por una batería de litio, por ejemplo, una batería de litioión, o de litio-polímero, o de litio-hierro, o de litio-manganeso, o de litio-cobalto, o de litio asociado con aleaciones ternarias.
  5. 5.
    Aparatos electroportátiles según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizados porque la tarjeta electrónica (5) de mando de la herramienta no dedicada escogida (1a, 1b, 1c, 1d) y la tarjeta electrónica (6) de gestión de la batería (3) están configuradas para memorizar las informaciones proporcionadas por la herramienta escogida y/o por la batería, durante la utilización de los aparatos, y para restituir posteriormente dichas informaciones a fin de permitir su uso por los servicios de mantenimiento o de reparación.
  6. 6.
    Aparatos electroportátiles según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizados porque dichas tarjetas electrónicas están configuradas para que el intercambio de informaciones entre la herramienta no dedicada escogida (1a, 1b, 1c, 1d) y la batería sea gobernado por el sistema de mando de la herramienta escogida.
  7. 7.
    Aparatos electroportátiles según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizados porque la interfaz entre la herramienta no dedicada escogida (1a, 1b, 1c, 1d) y la batería (3) se realiza mediante una conexión con cable (4).
  8. 8.
    Aparatos electroportátiles según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizados porque el intercambio de informaciones entre la herramienta no dedicada escogida (1a, 1b, 1c, 1d) y la batería (3), se realiza mediante un sistema de comunicación sin cable.
  9. 9.
    Aparatos electroportátiles según la reivindicación 7, caracterizados porque la conexión con cable que permite el intercambio de informaciones entre la batería y la herramienta dedicada escogida (1a, 1b, 1c, 1d) se realiza mediante conductores de potencia (4a', 4a''), desde la herramienta hacia la batería o desde la batería hacia la herramienta, mediante una de las técnicas siguientes:
    -corrientes portadoras;
    -modulación de la tensión de alimentación;
    -análisis de las corrientes de consumo de la herramienta y/o de la evolución de la ten
    sión de la batería.
  10. 10. Aparatos electroportátiles según la reivindicación 7, caracterizados porque la conexión con cable que permite el intercambio de informaciones entre la herramienta no dedicada escogida (1a, 1b, 1c, 1d) y la batería (3) se realiza mediante conductores dedicados, por ejemplo:
    -en modo digital, mediante un único conductor (4b) referenciado a 0 Voltios y con nive
    les de 0/5 V, por ejemplo, permitiendo una comunicación bidireccional entre la herra
    mienta y la batería;
    o
    -en modo síncrono o en modo diferencial, mediante dos conductores (4c', 4c''), referen
    ciados a 0 Voltios, uno para la comunicación herramienta → batería y uno para la co
    municación batería → herramienta;
    o
    -en modo digital, mediante dos conductores (4d', 4d''), referenciados a 0 Voltios, uno pa
    ra la comunicación herramienta → batería y uno para la comunicación batería →
    herramienta;
    o
    -en modo diferencial, mediante cuatro conductores referenciados a 0 Voltios, dos (4e')
    para la comunicación herramienta → batería y dos (4e'') para la comunicación batería
    → herramienta.
  11. 11.
    Aparatos electroportátiles según la reivindicación 8, caracterizados porque el intercambio de informaciones entre la batería (3) y la herramienta no dedicada escogida (1a, 1b, 1c, 1d) se realiza mediante un sistema de conexión óptica, por ejemplo por rayos infrarrojos.
  12. 12.
    Aparatos electroportátiles según la reivindicación 8, caracterizados porque el intercambio de informaciones entre la batería (3) y la herramienta no dedicada escogida (1a, 1b, 1c, 1d) se realiza mediante un sistema de conexión hertziana.
  13. 13.
    Aparatos electroportátiles según la reivindicación 8, caracterizados porque el intercambio de informaciones entre la batería (3) y la herramienta no dedicada escogida (1a, 1b, 1c, 1d) se realiza mediante un sistema IRDA, o un sistema WIFI, o un sistema BLUETOOTH, o un sistema ZIGBEE.
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